[发明专利]一种改善锂离子电池在低温环境下使用寿命的方法

说明书

本发明公开了属于电池技术领域的一种改善锂离子电池在低温环境下使用寿命的方法。该方法通过在低温环境使用前，先对电池施加脉冲以提升电池自身温度。即在低温环境使用前，先对电池施加一定量的脉冲电，使电池自身均匀的达到适宜的温度。在不增加电池设计成本的同时，改善电池低温环境下的使用寿命。此种方法会在较短时间内提升电池温度，且电池自身温升均匀性好，从而降低了电池使用环境的温度，改善了电池在低温环境下的使用寿命。

技术领域

本发明属于电池技术领域，特别涉及一种改善锂离子电池在低温环境下使用寿命的方法。

背景技术

随着传统能源的日益枯竭和其造成的污染日益严重，各国政府对新能源汽车的期待越来越强烈，期待它的出现能够缓解目前我们所面临的日益严峻的能源、环境压力。作为新能源汽车发展的关键技术—电池技术因而被提到了一个重要的位置。由于锂离子动力电池在能量密度、功率性能等方面的优势而被广泛应用。

锂离子电池运用范围的不断扩大，对于其运用条件的要求也愈加苛刻。随之而来的是锂电池行业必须解决的，如何提升锂电池在低温下的使用寿命和改善低温下电池的稳定性，这是本行业面临的机遇和挑战。

为了解决上述问题，锂电工作者在改变电池活性材料，集流体厚度，及优化电解液成分等方面做了大量的工作，使电池的高低温性能得到很大的改善。但同时也造成电池成本的提高，并使相关工艺更加复杂。另外，在不改变锂电池原有配方和结构的基础上，通过外加热的方式，对电池系统进行整体加热保温的方法，改变电池的使用环境温度，也能达到一定的优化效果。但外加热的方式，很难保证电池系统中每支电池及单支电池内部温度的均匀性，致使电池稳定性变差。

发明内容

本发明的目的是在现有技术基础上提出一种降低锂离子电池使用环境温度、改善锂离子电池在低温环境下使用寿命的方法，采取预充电的方式，该方法通过在低温环境使用前，先对电池施加脉冲以提升电池自身温度。即在低温环境使用前，先对电池施加一定量的脉冲电，使电池自身均匀的达到适宜的温度。在不增加电池设计成本的同时，改善电池低温环境下的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

在低温环境使用前，首先检测电池开路电压（OCV）及温度（T），然后根据开路电压及温度确定对电池施加的初始脉冲参数（不同体系电池参数略有不同，电池参数是指V_临界、R、K），当电池温度升高1～2℃，重新根据开路电压及温度调整脉冲参数，直至电池温度达到适宜的使用温度。虽然不同体系的电池低温环境界定范围不同，但一般以0℃为分界点，以下为低温环境，以上为适宜温度。

施加的脉冲可为恒流式脉冲或恒压式脉冲。

施加的脉冲为步进式脉冲。

采用恒压式脉冲时，所选定的电压为V_临界。

恒流式脉冲方法，所选定的电流I_n＝[(V_临界n-OCV_n)/R_n]*K，V_临界是指在相应温度对电池进行充电出现析锂的临界电位，OCV为电池的起始电压，R指相应温度下在起始状态时电池引起极化的阻抗能力，K为电流校正系数0.5～2.0，n为自然数，其中I₁＜I₂＜I₃＜…＜I_n。

所实施的单个脉冲的时间为1mS～100S，优选为1mS～1S。

所实施的脉冲可为充电式、放电式和充放电式脉冲，优选当SOC（由OCV确定）＞70%时，采用放电式；当30%≤SOC≤70%时，采用充放电式；当SOC＜30%时，采用充电式。

上述方法适合于单体电池和电池系统。

本发明的有益效果为：